JPH08253891A - めっき方法とめっき装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 めっき形成部に気泡が被着しない、かつ、繰
り返し使用によるめっき液の濃度低下に対応せしめため
っき方法とめっき装置に関する。 【構成】 基板とカソード電極とが浸漬するめっき液14
を貯えるめっきカップ22は、開離可能な底板部材23と枠
状部材24とで構成し、めっきすべき基板１は部材23に搭
載し、基板１の所定部に接続するアノードピン27と基板
１のに対向する網状カソード電極27とを部材24に設け、
めっき処理中および使用済みのめっき液14はカップ22外
に循環させない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板の表面に電解めっ
きを形成する方法とその装置、特に半導体ウエーハの表
面に配線やバンプを、電解めっきで形成するための方法
と装置に関する。

【０００２】半導体装置における回路の高集積化・信頼
性の向上・製造コストの低減化が進み、ＴＡＢ(Tape Au
tomated Bonding)方式が実用されるに伴って、ウエーハ
に配線やバンプをめっき形成する技術が要求されてい
る。

【０００３】

【従来の技術】基板例えばウエーハ表面の所定部に配線
やバンプを電解めっきで形成させる従来方法とその装置
は、一般に噴流型のめっき装置が使用されている。基板
全体をめっき液に浸漬するＤＩＰ式めっきに対し、噴流
式めっき方法は、基板の裏面をレジストで覆う必要がな
いという利点を有する。

【０００４】図７は所定部にめっき層を形成させるウエ
ーハの模式断面図、図８は従来の噴流型めっき装置の概
略を示す断面図である。図７において、所望の導電層２
を形成したウエーハ１の表面には、導電層２のめっき形
成部３と、めっき形成部３に連通する導電端子４を露呈
させるレジスト５を被着してなる。

【０００５】図８において、噴流型めっき装置６は、複
数本（一般に３本程度）のアノードピン７と網状のカソ
ード電極８とを設けたカップ９と、カップ９からオーバ
ーフローしためっき液14を受納する外槽10と、めっき液
タンク11等を具えてなる。

【０００６】めっき層形成部３を下向きとし、適当な押
圧力12で押下されたウエーハ１は、端子４にアノードピ
ン７が当接する。攪拌ポンプ13によって循環しているタ
ンク11内のめっき液14は、噴流ポンプ15によって、アノ
ードピン７に支持されたウエーハ１のめっき面に向けて
噴出し、カップ９からオーバーフローしためっき液14
は、外槽10に一次貯留したのちタンク11内に流れ落ちる
ようになる。

【０００７】アノードピン７は、図示しないめっき電源
装置の−電極に接続し、カソード電極８は該電源装置の
＋電極に接続している。従って、めっき液14をウエーハ
１のめっき面に向けて噴出せしめながら、アノードピン
７とカソード電極８に所定の電圧を印加すると、ウエー
ハ１のめっき形成部３には、所定の電解めっき層例えば
はんだめっき層が形成される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の噴流型めっき装
置６において、ウエーハ１のめっき面に向けて勢い良く
噴出するめっき液14には気泡が含まれ、また、めっき形
成部３にめっき層を形成することによって発生するガス
の気泡が生じるようになる。

【０００９】それらの気泡は、レジスト５の厚さだけ引
っ込んだめっき形成部３の隅に被着し易い (逃げ難い)
。そのため、めっき層にボイドが形成されると共に、
ポンプ13で循環して使用するめっき液14は、ウエーハ１
の処理枚数が増えるに従って金属濃度が低下し、めっき
品位が次第に低下するという問題点があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決する本
発明のめっき方法は、めっきカップを構成する底板部材
と枠状部材とを上下方向に開閉可能とし、 該底板部材
と枠状部材とを開いて該底板部材に該基板を搭載し、該
底板部材と枠状部材とを閉じて該枠状部材に設けたアノ
ードピンを該基板に当接せし、該めっきカップにめっき
液を注入し、該枠状部材に設けられた網状のカソード電
極と該アノードピンにめっき電圧を印加して該基板表面
にめっき層を形成し、該底板部材に設けたカップ内液排
出手段から該めっきカップのめっき液を排出せしめ、該
底板部材と枠状部材とを開いて該底板部材に搭載された
めっき形成済みの該基板を取り出すこと、を特徴とする
ものである。

【００１１】上記問題点を解決する本発明のめっき装置
は、基板のめっき形成部および該カソード電極を浸漬さ
せるめっき液を貯えるめっきカップを、上下方向に開離
可能な底板部材と枠状部材とで構成し、該底板部材に
は、上下動して該底板部材と開離可能、かつ、めっき形
成部を上向きにした該基板を固着するチャックを具え、
該枠状部材には、該チャックに固着させた該基板の導電
端子に当接するアノードピンと、その基板に対向する網
状のカソード電極とを具え、該底板部材と枠状部材との
間および該底板部材とチャックとの間には液洩れ防止手
段を具え、該枠状部材の上部には、めっき液注入口と洗
浄液注入口とが設けられ、該めっきカップには、該めっ
き液注入口を介してめっき液を注入する手段と、該洗浄
液注入口を介して洗浄液を注入する手段と、該アノード
ピンとカソード電極との間にめっき電圧を印加する手段
が接続されてなり、該アノードピンとカソード電極とが
めっき電源装置に接続されてなること、あ特徴とするも
のである。

【００１２】

【作用】めっき形成部に気泡が被着するおよび、循環使
用することでめっき液の金属濃度が低下する従来技術の
問題点は、前記手段において、基板の上方に網状のカソ
ード電極を対向せしめ、基板のめっき形成部に付着した
気泡が浮上し易いようにし、かつ、使用中のめっき液は
カップ外と循環しないようにすると共に、カップ内に装
着した基板のめっき形成に使用しためっき液は、基板の
交換時に更新することで解決されるようになる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の実施例によるめっき装置の概
略を示す断面図、図２は図１のめっき装置におけるめっ
き液と洗浄液の排除方法の説明図、図３は図１のめっき
装置におけるめっきカップ開離状態の説明図、図４は図
１のめっき装置を使用した連続自動めっき装置を概略を
示す側面図、図５は図４の装置における基板位置決め部
の構成例の説明図、図６は図４の装置における基板乾燥
部の構成例の説明図である。

【００１４】図１において、ウエーハ１上面の所定部に
ＴＡＢ実装用バンプや配線を電解めっきで形成するめっ
き装置21のめっきカップ22は、底板部材23の上面に、上
下動可能な枠状部材24の下面を当接して構成する。

【００１５】下面に液洩れ防止用Ｏリング25を嵌着した
部材24は、中間部に網状のカソード電極26を張設し、下
部にはウエーハ１の導電端子４に先端が接触する複数本
(一般に３本）のアノードピン27はウエーハ１に向けて
突出し、内側面の適当位置にはめっき液14の注入量を検
出する液面センサー28が装着されている。

【００１６】めっき液注入口29と洗浄液注入口30が開口
する部材24の上面の中央部からは、槽22内に注入された
めっき液14を攪拌するフィン31が垂下する。底板部材23
の中心部には、ウエーハ１を吸着しかつ上下動可能な真
空チャック32が設けられ、部材23の下面に装着された筒
状部材34内には、斜め上方に向けて洗浄液を噴射する複
数本のノズル35が配設されている。

【００１７】チャック32を上部に固着し筒状部材34の底
面を貫通する駆動軸33の中間部には、軸33とその軸受と
の嵌合部にめっき液や洗浄液が入らないようにする円錐
状の庇36が設けられている。

【００１８】軸33が上昇しチャック32が持ち上げられた
とき、カップ22に連通する部材34の底面には複数の排液
口37が開口し、排液口37はバルブ38を介してめっき液回
収槽39と洗浄液回収槽40に接続されている。

【００１９】循環ポンプ13によって循環するめっき液14
を収容するめっき液タンク11は、ポンプ41を介してめっ
き液注入口29に接続されており、図示しない洗浄液のタ
ンクは、図示しないバルブを介して洗浄液注入口30に接
続されている。

【００２０】なお、図１において、42はフィン31を回転
させるモータである。このようなめっき装置21は、図３
に示す如く枠状部材24を持ち上げた状態で、部材24に設
けたアノードピン27が導電端子４と対向するように、真
空チャック32の上面にウエーハ１を載せる。

【００２１】次いで、駆動軸33内を貫通し図示しない真
空ポンプに連通する吸気孔44から吸気すると、ウエーハ
１は真空チャック32の上面に固定されるようになる。そ
のとき、真空チャック32の下面は図１に示す如く、液洩
れ防止用Ｏリング43を介して部材23の張り出し部に当接
している。

【００２２】次いで、枠状部材24を降下せしめその下面
に設けたＯリング25を底板部材23の上面に当接せしめた
のち、注入口29よりめっき液14を注入する。そして、め
っき液14レベルがセンサー28に到達すると、センサー28
からの電気信号によってめっき液14は注入停止、例えば
ポンプ41が止まってめっき液14の注入が停止されるよう
になる。

【００２３】そこで、図示しない電源装置に接続された
カソード電極25とアノードピン26に所定の電圧を印加す
ると共に、フィン27を回転せしめ、ウエーハ１のめっき
形成部３に所定金属のめっき層例えばはんだめっき層を
形成させる。

【００２４】次いで、排液口37がめっき液回収槽39と連
通するよにバルブ38を操作し、図２に示す如く真空チャ
ック32を持ち上げる、即ち軸33を所定量だけ上昇させる
と、めっき槽22内のめっき液14は回収槽39に回収され
る。

【００２５】めっき液14の回収が終わったら、バルブ38
を切り換え排液口37が洗浄液回収槽40と連通するように
し、洗浄液注入口30からめっき槽22内に洗浄液を注入す
ると共に、ノズル33からも洗浄液を噴射すると、ウエー
ハ１を洗浄した洗浄液および真空チャック30の下面等を
洗浄した洗浄液は回収槽40に回収される。

【００２６】そのようにしてウエーハ１等の洗浄が終わ
ったら、洗浄液の注入および噴射を停止し、枠体24を持
ち上げるとウエーハ１の交換、即ちめっき形成済みウエ
ーハ１の取り出しと新規ウエーハ１の装着が可能にな
る。

【００２７】図４において、ウエーハ１の連続自動めっ
き装置51は、ローダー52, 搬送ベルト53, 位置合わせ部
54, 搬送アーム55, めっき部（めっき装置)21,搬送アー
ム56, 乾燥部57, 搬送アーム58, 搬送ベルト59, アンロ
ーダー60等にて構成される。

【００２８】ローダー52に、複数枚のウエーハ１を収容
したキャリアをセットすると、該キャリア内のウエーハ
１は１枚づつ搬送ベルト53に搭載されるようになる。そ
して、搬送ベルト53に搭載されたウエーハ１は，位置合
わせ部54に送られる。

【００２９】ウエーハ１の導電端子４がめっき部21のア
ノードピン26と対向するように、ウエーハ１の位置決め
を行なう位置合わせ部54は、例えば図５に示す如く、ウ
エーハ搭載テーブル61と、そのテーブル61に向けて前後
動する４本の位置決めピン62〜65を具え、所定位置に停
止する２本のピン62と63に、テーブル61に載せたウエー
ハ１のオリエントフラットが当接するように、２本のピ
ン64と65がウエーハ１を押す。

【００３０】搬送アーム55,56,58は、ウエーハ１を位置
合わせ部54からめっき部21へまたは、めっき部21から乾
燥部57へまたは、乾燥部57から搬送ベルト59へ移すため
のものであり、水平方向に伸縮可能なアーム66の先端に
はウエーハ１を真空吸着するチャック67を具え、図示す
る如く回動可能な垂直軸68は上下方向に伸縮可能であ
る。

【００３１】乾燥部57は、洗浄済みのウエーハ１を乾燥
させるためのものであり、例えば図６に示す如く、ウエ
ーハ１を吸着する真空吸着テーブル69が回動可能であ
り、テーブル69に吸着されたウエーハ１に向けて乾燥空
気 (または窒素ガス等) を吹き付ける複数のノズル70が
配設されている。

【００３２】そして、アンローダー60に複数枚のウエー
ハ１を収容可能なキャリアをセットすると、めっき処理
済みのウエーハ１は、順次該キャリアに収納されるよう
になる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、め
っき液に浸漬した基板に電解めっきを形成するめっき形
成方法およびその装置において、基板の上方に網状のカ
ソード電極を対向せしめ、基板のめっき形成部に付着し
た気泡を浮上せしめ、基板のめっき形成に使用しためっ
き液は、基板の交換時に更新するようにすることで、め
っきの品位と品質が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例によるめっき装置の概略を示
す断面図

【図２】 図１のめっき装置におけるめっき液と洗浄液
の排除方法の説明図

【図３】 図１のめっき装置におけるめっきカップ開離
状態の説明図

【図４】 図１のめっき装置を使用した連続自動めっき
装置を概略を示す側面図

【図５】 図４の装置における基板位置決め部の構成例
の説明図

【図６】 図４の装置における基板乾燥部の構成例の説
明図

【図７】 所定部にめっき層を形成させるウエーハの模
式断面図

【図８】 従来の噴流型めっき装置の概略を示す断面図

【符号の説明】

１ ウエーハ（基板） ３ めっき形成部 ４ 導電端子 ５ レジスト 14 めっき液 22 めっきカップ 26 カソード電極 27 アノードピン 23 底板部材 24 枠状部材 25,43 Ｏリング（液洩れ防止手段） 29 めっき液注入口 30 洗浄液注入口 32 基板吸着用チャック 33 チャック駆動軸 37 排液口

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 めっきカップに貯えためっき液中に対向
   する基板とカソード電極とに電圧を印加し、該基板の表
   面に電解めっき層を形成させるに際し、 該めっきカップを構成する底板部材と枠状部材とを上下
   方向に開閉可能とし、 該底板部材と枠状部材とを開いて該底板部材に該基板を
   搭載し、該底板部材と枠状部材とを閉じて該枠状部材に
   設けたアノードピンを該基板に当接せし、該めっきカッ
   プにめっき液を注入し、該枠状部材に設けられた網状の
   カソード電極と該アノードピンにめっき電圧を印加して
   該基板表面にめっき層を形成し、該底板部材に設けたカ
   ップ内液排出手段から該めっきカップのめっき液を排出
   せしめ、該底板部材と枠状部材とを開いて該底板部材に
   搭載されためっき形成済みの該基板を取り出すこと、 を特徴とするめっき方法。
2. 【請求項２】 前記底板部材と枠状部材とを開いて前記
   めっき形成済み基板を取り出すのに先立って、前記めっ
   き液を排出した前記めっきカップに洗浄液を注入し、該
   めっき形成済み基板を洗浄しその洗浄液を前記カップ内
   液排出手段から排出せしめること、 を特徴とするめっき方法。
3. 【請求項３】 前記基板の表面には、導電層のめっき形
   成部と該めっき形成部に連通する導電端子とを露呈させ
   るレジスト層を形成し、 前記底板部材と枠状部材とを閉じたとき、前記アノード
   ピンが該基板の導電端子に当接するように、該底板部材
   に搭載する前の該基板の導電端子の位置決めを行なうこ
   と、 を特徴とする請求項１または２記載のめっき方法。
4. 【請求項４】 めっき形成部と該めっき形成部に連通す
   る導電端子とを露呈させるレジスト層が形成された基板
   の該めっき形成部に、電解めっき層を形成する装置であ
   って、 該基板のめっき形成部および該カソード電極を浸漬させ
   るめっき液を貯えるめっきカップを、上下方向に開離可
   能な底板部材と枠状部材とで構成し、 該底板部材は、上下動して該底板部材と開離可能、か
   つ、めっき形成部を上向きにした該基板を固着するチャ
   ックを具え、 該枠状部材は、該チャックに固着させた該基板の導電端
   子に当接するアノードピンと、その基板に対向する網状
   のカソード電極とを具え、 該底板部材と枠状部材との間および該底板部材とチャッ
   クとの間には液洩れ防止手段が設けられ、 該枠状部材の上部には、めっき液注入口と洗浄液注入口
   とが設けられ、 該めっきカップには、該めっき液注入口を介してめっき
   液を注入する手段と、該洗浄液注入口を介して洗浄液を
   注入する手段と、該アノードピンとカソード電極との間
   にめっき電圧を印加する手段が接続されてなり、 該アノードピンとカソード電極とがめっき電源装置に接
   続されてなること、 を特徴とするめっき装置。
5. 【請求項５】 前記基板の導電端子を所定位置にする基
   板位置決め手段と、該位置決め手段で位置決めされた該
   基板を請求項４記載のめっき装置に搬送する手段とを具
   えたこと、を特徴するめっき装置。